2015 Fiscal Year Annual Research Report
高密度電流の流れる電子配線カーボンナノチューブの損傷支配パラメータ特定と強度評価
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25420002
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
笹川 和彦 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (50250676)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村岡 幹夫 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50190872)
巨 陽 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60312609)
藤崎 和弘 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (90435678)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 電子パッケージ / 信頼性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．最近，単層（SW）のカーボンナノチューブ（CNT）が量産化に成功し，入手が容易になった。SWCNTは，昨年度まで研究対象としていた多層カーボンナノチューブ（MWCNT）よりも今後電子材料への応用の期待が極めて大きい材料であることから，これを用いた試験片を作製することとした。SWCNTには半導体型CNTと金属型CNTがあるが，それぞれを用いたネットワーク構造配線試験片を作製した。金属型CNTを用いた試験片では電気抵抗の小さな配線を作製することができた。
２．損傷加速通電試験を実施することにより，半導体型，金属型のCNT試験片ともに，酸化蒸散による損傷形態とエレクトロマイグレーション（EM）によると思われる損傷形態を観察し，MWCNTと同様SWCNTの半導体型，金属型の各々においても二つの損傷機構が存在する可能性を示した。これによりMWCNTを用いて構築してきた強度評価法がSWCNTにおいても適用可能であることが示唆された。
３．保護膜被覆が電子配線のEM損傷に与える影響を数値シミュレーション手法により検討した。損傷支配パラメータ中の物性定数が保護膜厚さによって変化するため，保護膜厚さが増加するとEM損傷を生じる限界の電流密度が増加し強度は上がるが，徐々にその影響は飽和状態になることを明らかにした。
４．EM損傷の支配パラメータを用いた数値シミュレーションによる電子配線の強度評価よりも簡便にEM損傷に対する強度を評価可能な方法を開発した。保護膜厚さ，動作温度，折れ曲がり位置などの配線形状を入力することによりEM損傷の限界電流値を評価できる新たな簡易評価パラメータ式を導入し，シミュレーションによる評価結果と良好な一致を確認して，簡易強度評価法の有効性を示した。
５．CNTが垂直方向に配向したCNTフォレストの作製に成功した。また，作製したCNTフォレストの電気的特性の評価を行った。
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